A bevonat vastagságának hatása az ezüstözött{0}}érintkezők élettartamára

Az Ag Plated Kontaktok kritikus szerepet játszanak az elektronikus eszközök jel- és energiaátvitelében. A gyakorlati alkalmazásokban az ezüstözött elektromos érintkezőket gyakran érinti a kopás, ami megnövekedett érintkezési ellenállást és akár meghibásodást is okozhat. Az ezüst (Ag) kiváló elektromos és hővezető képessége, valamint korrózióállósága miatt ideális anyag az elektromos érintkezők felületi bevonataihoz. Az Ag bevonat vastagságának az elektromos érintkezők élettartamára gyakorolt ​​hatása azonban továbbra is rosszul jellemzett probléma. Ez a cikk kísérleti jelleggel vizsgálja a változó vastagságú Ag bevonatok elektromos élettartamát feszítő kopás mellett.

2.1 Minta előkészítés
A kísérleti minták CuSn4 bronzötvözetből (4% ónt tartalmazó) kereszt-hengeres ezüst elektromos érintkezők voltak. A hordozó felületére diffúziós gátként egy 2 μm vastag nikkel (Ni) réteget galvanizáltak, majd négy különböző vastagságú tiszta Ag került: 1,3 μm, 2 μm, 4 μm és 5 μm.

2.2 Kísérleti feltételek
Hőmérséklet: 23 fok
Relatív páratartalom: 10%
Frekvencia: 30 Hz
Normál erő: 3 N

2.3 Vizsgálati módszer
A teszteket kopásmérővel végezték. Az ezüstbevonatú érintkező élettartamát az érintkezési ellenállás változásainak figyelésével határozták meg. Érintkezőhibát akkor határoztak meg, ha az érintkezési ellenállás meghaladta a kezdeti ellenállás 10-szeresét.

3.1 A bevonat vastagságának hatása az elektromos élettartamra
A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy az ezüstözött réteg vastagsága jelentősen befolyásolja az ezüstözött bimetál érintkezők élettartamát:
1,3 μm-es bevonat: Az elektromos élettartam a legrövidebb volt, körülbelül 5 × 10⁴ fretling ciklussal;
2 μm-es bevonat: Az elektromos élettartam hozzávetőlegesen 1 × 10⁵ freting ciklus volt;
4 μm-es bevonat: Az elektromos élettartam hozzávetőlegesen 2 × 10⁵ fröccsöntési ciklus volt;
5 μm-es bevonat: Az elektromos élettartam a leghosszabb volt, meghaladta a 3 × 10⁵ feszítési ciklust.

3.2 A bevonat kopási mechanizmusainak elemzése
A pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) megfigyelések feltárták, hogy az ezüst bevonat kopásos kopásának fő megnyilvánulásai a következők:
Kopáshiba: kopásnyomok jelennek meg a bevonat felületén, és az ezüstréteg fokozatosan elvékonyodik, amíg a nikkelréteg fel nem tűnik.
Oxidációs hiba: az ezüstrétegen oxidfilm képződik, ami növeli az érintkezési ellenállást.
A bevonat vastagságának növekedésével meghosszabbodik a kopás meghibásodásának ideje, és csökken az oxidációs hiba hatása, ezáltal javul az elektromos élettartam.

3.3. Az elektromos élettartam és a bevonat vastagsága közötti kapcsolati modell
Kísérleti adatok alapján kapcsolati modellt állítottunk fel az elektromos élettartam (N) és az ezüst bevonat vastagsága (t) között:
N=k⋅tⁿ

ahol k az anyagállandó és n az exponenciális tényező. Az illesztési eredmények azt mutatják, hogy n≈1,5, ami azt jelzi, hogy az elektromos élettartam nemlineárisan növekszik a bevonat vastagságával.

Az ezüstözött réteg vastagsága jelentősen befolyásolja az élettartamotEzüst bevonatú elektromos érintkezők; minél vastagabb az ezüstözött réteg, annál hosszabb az élettartama.

Felállítottak egy kvantitatív kapcsolati modellt a bevonat vastagsága és az elektromos élettartam között, amely alapot ad az elektromos érintkezők tervezéséhez.
Gyakorlati alkalmazásokban javasolt a megfelelő ezüstbevonat vastagság kiválasztása a megbízhatósági követelmények alapján, hogy egyensúlyba kerüljön a költség és a teljesítmény.